Обоснование выбора пожарных извещателей при проектировании систем пожарной сигнализации

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

2.1Разновидности проектных работ инженера-проектировщика

систем пожарной сигнализации

Инженер-проектировщик систем пожарной сигнализации в своей работе сталкивается:

-с проектированием новой системы пожарной сигнализации в проектируемом здании;

-анализом эффективности действующей системы пожарной сиг­ нализации;

-проектированием новой системы пожарной сигнализации в

эксплуатируемом здании.

Принципиально разный подход к проектированию имеет место, если'система пожарной сигнализации создается для уже построен­ ного, находящегося в эксплуатации объекта или для здания, которое только проектируется. На стадии проектирования можно учесть по­ требности систем пожарной сигнализации.

2.2 Цели пожарной сигнализации

Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможность возник­ новения и развития пожара, а также обеспечивается защита людей и материальных ценностей от воздействия его опасных факторов.

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 [1] пожарная безопасность объекта обеспечивается организационно-техническими мероприятиями и тех­ ническими средствами предотвращения пожара и противопожарной защиты. К техническим средствам обеспечения пожарной безопасно­ сти объектов относятся системы пожарной сигнализации. Системы пожарной безопасности должны иметь одну из следующих целей:

-исключить возникновение пожара;

-обеспечить пожарную безопасность людей;

-обеспечить пожарную безопасность материальных ценностей;

-обеспечить пожарную безопасность людей и материальных ценностей одновременно.

10

Перед системами пожарной сигнализации, как одной из состав­ ных частей систем пожарной безопасности, могут стоять четыре цели или их сочетания. К таким целям относят:

а) обеспечить пожарную безопасность людей; б) защитить материальные ценности (имущество);

в) обеспечить непрерывность производственного процесса; г) ограничить воздействие пожара на окружающую среду.

Обеспечение пожарной безопасности людей (материальных ценностей) достигается предотвращением воздействия на них опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений на

требуемом уровне. Уровень обеспечения пожарной безопасности (людей и материальных ценностей) - это количественная оценка предотвращенного ущерба при возможном пожаре [4]. Говоря о лю­ дях необходимо иметь в виду любого человека, находящегося на объекте (жителей, служащих, пожарных и т.д.).

Цель пожарной сигнализации определяется на основе сформули­ рованной цели всех заинтересованных лиц и организаций в резуль­ тате их согласованного решения. К заинтересованным сторонам можно отнести владельцев объекта, официальных лиц, осуществ­ ляющих пожарный надзор, эксплуатирующие объект организации, страхователей, архитектора, строительные организации, природоох­ ранные организации и др. Цели заинтересованных сторон должны носить конкретный и даже количественный характер с ориентацией на конкретный объект.

2.3 Цели заинтересованных сторон

Рассмотрим четыре случая, соответствующие четырем основным целям систем пожарной сигнализации. Эти случаи представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Цели пожарной сигнализации и критерии ее достижения

11

2.4Задачи пожарной сигнализации

икритерии достижения целей

Задачи пожарной сигнализации должны определять опасные факторы, воздействующие на людей, материальные ценности и обо­ рудование, значение которых эта система должна контролировать. Факторы пожара характеризуются значениями соответствующих физических величин.

К опасным факторам, воздействующим на людей и материаль­ ные ценности, ГОСТ 12.1.004-91 [4] относит следующие:

-пламя и искры;

-повышенную температуру окружающей среды;

-токсичные продукты горения и термического разложения;

-дым;

-пониженную концентрацию кислорода.

12

3 РАЗРАБОТКА СЦЕНАРИЯ ПОЖАРА

Сценарий пожара описывает развитие очага пожара и распреде­ ление продуктов горения по объекту. В нем рассматриваются фак­ торы пожара, которые, как предполагается, могут угрожать объекту (зданию, людям, имуществу), и поэтому должны приниматься во внимание при проектировании пожарной сигнализации. Процедура разработки сценария пожара содержит анализ источников опасно­ сти возникновения пожара и риска возникновения пожара. Анализ источников пожарной опасности заключается в определении по­ тенциальных источников загорания, возможной горючей среды и динамики развития пожара. Риск - это вероятность события (пожа­ ра), умноженная на вероятность последствий этого события. Сцена­ рий пожара должен содержать:

-характеристику объекта;

-характеристику людей на объекте;

-характеристику возможного пожара.

3.1Описание (характеристика) объекта защиты

Всоответствии с ГОСТ 12.1.004-91 объект защиты - это объект, требующий применения средств и способов для предотвращения возникновения, развития и ликвидации пожара. Примеры объектов защиты: среда, орудия труда, предметы труда, здания и сооружения,

населенные пункты, а также человек.

Характеристика объекта должна содержать следующую инфор­ мацию:

а) описание конфигурации объекта; б) характеристику окружающей среды;

в) информацию о наличии оборудования и его описание; г) функциональную характеристику объекта; д) целевое предназначение объекта;

е) описание потенциальных источников загорания; ж) эстетическую или историческую ценность объекта.

ри описании конфигурации объекта необходимо дать инфор­ мацию о его площади и свойствах потолка. Потолок характеризу-

Г - СОТОЙ’ конФигУРацией, наличием открытых и закрытых про­ емов, термодинамическими свойствами

14

Окружающая среда характеризуется температурой, влажностью, фоновым шумом и т.д.

К оборудованию относятся: производственное оборудование, сис­ темы вентиляции, кондиционирования и теплоснабжения^ электро­ технические установки и т.д.

Функциональная характеристика объекта включает информа­ цию о том, кем он занят, в течение какого времени, в какие дни и т.д.

3.2Характеристика людей на объекте

Характеристика людей на объекте включает следующую инфор­ мацию:

а) состояние людей, характеризующее их способность восприни­ мать сигналы тревоги (больные, дети, лица с физическими и психоло­ гическими недостатками, люди в состоянии сна, бодрствования и т.д.);

г) количество обитателей и их расположение в пределах здания; д) пол (муж. или жен.); е) способность реагировать на сигнал тревоги;

ж)знакомство со зданием; з) умственные способности.

Эта информация особенно значима, когда целью пожарной авто­ матики является обеспечение пожарной безопасности людей. Не вызывает сомнений и то, что поведение человека играет ключевую роль не только в защите жизни, но и для достижения других целей противопожарной защиты.

3.3 Характеристика пожара

Пожар согласно СТБ 11.0.02-95 [1] - это неконтролируемое го­ рение вне специального очага, приводящее к ущербу. Ущерб от по­ жара - это материальные, социальные, экологические и культурные потери, а также жертвы, являющиеся следствием пожара.

Характеристика пожара включает в себя информацию о сле­ дующем:

а) об источниках зажигания; б) о горючей среде (начальной и вторичной);

15

в) о тепловыделении скорости развития пожара и образования про­ дуктов горения.

Источник зажигания - средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения данной горючей среды.

Горючая среда - совокупность веществ, материалов, оборудова­ ния и конструкций, способных гореть. Под начальной горючей сре­ дой будем понимать горючую среду, расположенную в очаге пожа­ ра. За пределами очага пожара горючую среду называют вторичной.

Очаг пожара - место первоначального возникновения пожара. Характеризуя источник зажигания, необходимо указывать его

температуру и энергию, а также время и площадь контакта источ­ ника зажигания с потенциальной горючей средой.

Характеризуя горючую среду, необходимо указывать ее агрегат­ ное состояние, вид и количество материалов ее образующих, кон­ фигурацию и расположение горючей среды на объекте.

При описании конфигурации горючей среды необходимо прини­ мать во внимание, что горение деревянных брусков, например, за­ висит от того, в помещении какого размера они находятся, насколь­ ко велика площадь их поверхности, каково вентилирование и ин­ фракрасное излучение в обратном направлении между горючими материалами.

При анализе расположения горючей среды необходимо обращать внимание на то, где она находится в помещении (рядом со стеной, в углу помещения, на открытом пространстве) и на каком расстоянии имеется поверхность над ней.

Тепловыделение пожара зависит от теплоты сгорания горючей среды, скорости потери массы, теплоотдачи процесса горения и ве­ личины падающего на нее теплового потока. В свою очередь, ско­ рость потери массы связана со скоростью дымообразования, обра­ зования токсичных газов и других продуктов горения.

Значение скорости образования продуктов горения можно оце­ нить с помощью выхода этого продукта. Выход продукта горения представляет собой значение массы образовавшегося продукта на единицу потерь массы горючей среды.

При описании вторичной горючей среды необходимо указывать близость ее к исходной горючей среде, а также ее количество, рас­ пределение по объекту, горючесть, возможность потухания.

16

3.4Примерный сценарий пожара

вкомпьютерном классе

Компьютерный класс размером 9,1 х 6 м и высотой потолка 2,8 м эксплуатируется 12 часов в день, 5 дней в неделю. Посетители ком­ пьютерного класса и обслуживающий персонал подвижны и хоро­ шо знакомы со зданием. Система автоматического пожаротушения отсутствует. Пожарная часть способна прибыть на место пожара за 6 минут, и еще 15 минут требуется для изучения обстановки.

К пожару может привести перегрев проводников на печатных платах и соединительных кабелей. Такой пожар быстро распрост­ раняется вверх, где под потолком расположены силовые и комму­ никационные кабели. Горение таких кабелей создает большое коли­ чество плотного едкого дыма и агрессивных продуктов горения, которые проникают в компьютерные блоки и другие устройства. Все это приводит к выходу из строя компьютеров и телекоммуни­ кационного оборудования на 2 месяца.

17

4 РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ

Развитие пожара зависит от характера горения топлива, его агре­ гатного состояния, возможности поступления воздуха в очаг (про­ ветривание) и свойств камеры горения. В большинстве случаев че­ рез некоторое время развития пожара пламя достигает максималь­ ных размеров, а пожар в таком состоянии характеризуется макси­ мальным тепловыделением.

Последующий спад тепловыделения возможен при ограничении поступления топлива, воздуха либо в результате действия средств тушения пожара. Таким образом, рост пожара и его распростране­ ние ограничиваются следующими факторами:

-количеством топлива;

-размещением топлива;

•- количеством кислорода; - действием ручных и автоматических средств тушения пожара.

На начальной стадии пожара возможен период тления. Однако для расчета пожара с учетом тления в настоящее время имеется очень мало доступных и достоверных данных. Поэтому при выпол­ нении инженерного расчета необходимо осторожно подходить к процессам, протекающим в этот период. За периодом тления насту­ пает стадия пламенного горения, которая характеризуется скоро­ стью роста пламенного пожара. Скорость роста пламенного пожара определяется с учетом следующих факторов:

1)тип топлива и легкость его зажигания;

2)форма топлива и его расположение;

3)положение вторичного топлива;

4)близость пламени к стенам и углам;

5)высота потолка;

6 )вентиляция.

Важно заметить, что при расчете пожара необходимо учитывать насколько отличается помещение, в котором происходит горение, от условий получения констант, используемых в расчетах. Например, кушетка при горении в малом помещении может выделить такое ко­ личество тепла, которое может вызвать образование искр, а такая же кушетка, расположенная в большом помещении с высокими потол­ ками, вызывает ограниченный пожар без образования искр.

18

4.1 Тепловыделение пожара

Пожар может характеризоваться величиной тепловыделения Q ,

измеряемой в киловатах. Типичные значения максимального тепло­ выделения Qm для ряда различных видов топлив и конфигураций пожаров приведены в [1]. Максимальное тепловыделение пожара определяется как произведение плотности теп-ловыделения и пло­ щади пожара:

где Qm- максимальное (пиковое) тепловыделение, кВт;

q - плотность тепловыделения, кВт/м2; 2

А - площадь основания топлива, м .

Пример.

Рассмотрим характеристики пожара при горении штабеля дере­ вянных брусков размером 3,05 х 3,05 м и высотой 1,5 м. Опреде­ лим, какое максимальное тепловыделение может быть, достигнуто в таких условиях?

Из [1] известно, что плотность тепловыделения q для штабеля де­ ревянных брусков высотой 1,5 м равна приблизительно 3745 кВт/м2.

Площадь 3,05 х 3,05 м соответствует 9,29 м*. Используя урав­ нение (1) получаем следующее значение максимального тепловы­ деления:

3745-9,29 = 34791 кВт.

Как следует из материалов, приведенных в [1], такой пожар дос­ тигнет тепловыделения 1055 кВт приблизительно за 90... 190 се­ кунд, что соответствует пожарам со средней скоростью развития или быстроразвивающимся пожарам.

19